Cu–Fe合金制备技术研究进展

Cu-Fe合金成本低廉、较易熔炼且具有优良的综合性能, 其应用前景非常广阔, 但制备过程中固溶在Cu基体中的Fe会严重影响合金导电性, 使其发展受到了限制。本文综述了利用形变原位复合法、快速凝固法、多元合金化法、粉末冶金法等方法制备高强高导Cu-Fe合金的原理和特点, 总结了不同方法的优势和存在的弊端, 着重讨论了抑制Cu基体中Fe固溶和促进Fe析出的问题, 并展望了通过优化粉末冶金工艺和多元合金化制备Cu-Fe合金的重要方向。     

快速凝固Cu-30%Fe合金的液相分解行为

液相分解是一些合金在快速凝固时产生的特殊相变行为。研究了不同冷却速度下Cu-30%Fe合金的凝固过程。Cu-30%Fe二元合金铸锭的微观组织是由铜基体和铁枝晶所组成。当过冷度较大时,位于样品自由表面区域比接近冷却铜板区域的冷却速度小,铁枝晶的存在是该区域微观组织的最大特征,它反映了该区域的凝固方式为正常的凝固方式。样品中心层微观组织的最大特征是存在着尺寸较大的铁球形粒子,它反映了在该区域Cu-30%Fe熔体的凝固过程中过冷液相经历了液相分解过程。数量众多的直径约为几微米的铁粒子和铜基体组成了冷却表面的微观组织。这些铁粒子是被细化了的液相分解铁粒子。液相分解会使合金微观组织产生一定程度的粗化,但提高凝固过程的冷却速度可以显著细化液相分解组织。     

快速凝固铝锂合金粉末特性对其挤压村组织和性能的影响

采用一种快速冷凝装置研制了Al-2.5Li-1.6Cu-1.2Mg-0.2Zr合金粉末及合金。探讨了合金粉末特性及其对快速凝固铝锂合金微观组织和力学性能的影响。采用片状粉末制备的这种快速凝固铝理合金,具有较好的强塑性综合力学性能。     

外磁场在定向凝固过程中的应用研究

以磁场对合金凝固组织的影响为基础,综述了近年来交变磁场和稳恒磁场在定向凝固过程中的应用和发展,总结了外磁场对定向凝固过程中合金微观组织的作用机制,并展望了今后的研究方向。     

快速凝固铝锂合金粉末特性对其挤压材组织和性能的影响

采用一种快速冷凝装置研制了Ａｌ－２．５Ｌｉ－１．６Ｃｕ－１．２Ｍｇ－０．２Ｚｒ合金粉末及合金。探讨了合金粉末特性及其对快速凝固铝锂合金微观组织和力学性能的影响。采用片状粉末制备的这种快速凝固铝锂合金，具有较好的强塑性综合力学性能。     

Ce对Al4.5Cu合金流动性和热裂倾向的影响

研究加入稀土Ce对Al4.5Cu合金流动性、凝固收缩、微观组织和热裂倾向的影响。结果表明,适量稀土Ce的加入,降低金属液的黏度,提高合金流动性,减少金属在凝固过程中的收缩,抑制合金枝晶化的趋势,改善铸造合金的微观组织,净化合金,提高合金的导热率,明显地减少合金的热裂倾向。稀土Ce加入量为4%时,Al4.5Cu合金流动性最佳、凝固收缩量最小、合金晶粒组织细化圆整,同时其热裂倾向最小。     

Ce对A14.5Cu合金流动性和热裂倾向的影响

研究加入稀土Ce对A14.5Cu合金流动性、凝固收缩、微观组织和热裂倾向的影响.结果表明,适量稀土ce的加入,降低金属液的黏度,提高合金流动性,减少金属在凝固过程中的收缩,抑制合金枝晶化的趋势,改善铸造合金的微观组织,净化合金,提高合金的导热率,明显地减少合金的热裂倾向.稀土Ce加入量为4%时,A14.5Cu合金流动性最佳、凝固收缩量最小、合金晶粒组织细化圆整,同时其热裂倾向最小.     

GH5188合金凝固过程动态原位观察研究

利用高温共聚焦激光扫描显微镜对GH5188合金在冷速为10～200℃/min条件下的凝固过程进行动态原位观察，并研究了冷速对GH5188合金凝固过程、凝固组织及析出相的影响。结果表明，GH5188合金的凝固过程为缓慢凝固-快速凝固-缓慢凝固过程，冷速越大，峰值凝固速度越大。冷速影响合金凝固温度，随着冷速的增加，凝固温度逐渐降低，冷速的增加使合金凝固后二次枝晶间距减小，析出相尺寸更均匀细小，有利于减少合金凝固过程的裂纹敏感性，获得了不同冷速下合金二次枝晶间距的预测公式。     

文摘

20 0 110 0 1　快速凝固高硅铝合金粉末的热挤压过程/张大童等 / /中国有色金属学报 2 0 0 1,11(1) :6分析快速凝固高硅铝合金粉末热挤压过程中的密度、微观组织和相结构的变化 ,探讨了粉末热挤压成形机理。结果表明 ,快速凝固高硅铝合金粉末的热挤压过程可分为填充挤压和稳态流动两个阶段 ,致密化主要在第一阶段完成。粉末颗粒中初晶硅相受到加热长大和挤压破碎两方面的综合作用。最终的挤压材料中的硅颗粒与原始粉末相比没有明显的粗化。合金的相组成在挤压前后没有发生变化 ,保留了快速凝固合金的组织特征。2 0 0 110 0 2　Ｔｉ/Ａｌ二元…     

快速凝固AB_5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

对AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的 1～ 5 μm胞状、等轴状微晶组织 ;快速凝固合金的P C T曲线平台比铸态合金平缓 ,且压力低 ;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金 ,但经退火后可以部分改善 ;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金 ,主要是因为合金的晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

快速凝固低密Al－Li合金组织、性能和断裂过程的研究

采用快速凝固氩气雾化法制备低密Ａｌ－Ｌｉ合金粉。经粉末包铝套，真空除气后热挤压成材。探讨了粉末颗粒的显微组织及其氧化情况；用透射电镜和动态扫描电镜研究了低密Ａｌ－Ｌｉ合金的微观组织和拉伸断裂过程。     

快速凝固低密Al—Li合金组织、性能和断裂过程的研究

采用快速凝固氩气雾化法制备低密Ａｌ－Ｌｉ合金粉。经粉末包铝套、真空除气后热挤压成材。探讨了粉末颗粒的显微组织及其氧化情况；用透射电镜和动态扫描电镜研究了低密Ａｌ－Ｌｉ合金的微观组织和拉伸断裂过程。     

冷却速度对多元铝硅铸造合金组织与性能的影响

近共晶多元Al-Si合金在汽车、航空、军事领域有广阔的应用前景,通过改变合金冷却速度可以有效改善合金的显微组织。本文通过快速凝固甩带和水冷铜模铸造技术获得Al-11.5Si-4Cu-2.7Ni-Mg-0.45Fe合金,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种冷却速度对合金微观组织和显微硬度的影响。结果表明,甩带样品的硬度相对水冷铜模样品提高32.22%。此外,水冷铜模铸造使合金显微组织中初生硅尺寸相对常规金属型铸造明显减小;快速凝固甩带样品元素分布较水冷铜模样品更加均匀,甩带样品的微观组织由等轴状α-Al枝晶及少量非晶相组成,不存在明显的凝固析出AlCuNi相,尤其是没有明显Si相的析出。而且,快速凝固甩带试样中Fe元素含量在不同的位置差距比较大,而Mg,Ni,Cu元素的含量差距不大,这与不同金属元素的晶格结构有关。快速凝固甩带的铝相各峰的极值位置相对于水冷铜模向左偏移,即衍射发生小角度偏移,这与合金元素的过固溶有关。     

几种快速凝固Al—Li合金的研究

采用氩气雾化快速凝固法(RS)制备了两个系列(Al-Cu-Li、Al-Cu-Li-Mg系)、五种成份的合金。研究了合金的成份、粉末粒度、成型工艺参数及热处理制度对合金力学性能的影响,并对各种合金的微观组织做了研究,此外,还观察、分析了几种合金的拉伸断口。     

深过冷铜镍合金微观组织演化规律研究

利用深过冷快速凝固技术使Cu65Ni35合金获得了不同的过冷度，最大过冷度达到284 K。对快速凝固组织拍摄金相图片，系统研究了Cu65Ni35合金微观组织形貌特征及其演化规律。结果表明，Cu65Ni35合金在大过冷度范围和小过冷度范围内均出现了晶粒细化现象。对具有典型晶粒细化特征的Cu65Ni35合金组织进行电子背散射衍射（EBSD）检测，发现大过冷度组织和小过冷度组织具有完全不同的晶粒取向，小过冷度下的组织发生晶粒细化是由枝晶重熔碎断致使的，而大过冷度下的组织发生晶粒细化却是由应力诱导再结晶完成的。     

真空连铸高洁净 K418母合金的组织与性能

采用真空水平连铸技术制备了典型铸造高温合金 K418母合金，分析了真空连铸 K418母合金的夹杂物含量、微观组织及其对力学性能的影响。结果表明：真空连铸 K418母合金的夹杂物含量较模铸降低80％，微观组织细小，疲劳寿命显著增加，并且铸坯本体取样的力学性能远高于标准成型试样的水平，进一步挖掘了合金的性能潜力。分析认为，真空水平连铸技术的底铸充型、水冷铜模快速凝固等工艺特点是 K418母合金洁净度提高、微观组织细小的主要原因，进而导致其疲劳、持久和拉伸性能全面升高。     

过共晶Cu-4.2Cr合金材料的微观组织及其生长机理研究

对Cu-4.2wt.％Cr合金材料的微观组织进行了扫描电镜分析并对铸态下枝晶状和等轴状组织的形成机理进行了分析与讨论。分析与讨论结果对过共晶Cu-Cr合金的微观组织具有重要意义。通过控制凝固过程和浇注速度可调整材料的微观组织，从而实现对材料性能的控制。     

磁场作用下合金元素在AZ31镁合金中的分布

研究了镁合金AZ31分别在无磁场及磁场作用条件下凝固的微观结构及合金元素的分布；对凝固过程中磁场的分布进行了数值模拟。结果表明，与无磁场处理凝固的镁合金组织比较，镁合金AZ31的凝固过程在磁场作用条件下合金元素在晶界上和晶内的分布有较大的变化，在较强静磁场作用下聚集在晶界上的共晶体组织明显减少，共晶组织形成的网络变得不连续，同时在晶内和晶界附近出现了大量近似球状的共晶质点，提高了合金元素在晶内的固溶度，有利于改善镁合金的综合性能。     

快速凝固AB5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

从AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的1－5μm胞状、等轴状微晶组织、快速凝固合金的P－C－T曲线平台比铸态合金平缓,且压力氏;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金,但经退火后可以部分改善;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金,主要是因为合 晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

快速凝固粉末铝合金的研究现状和发展趋势

本文综述了快速凝固粉末铝合金的研究现状,讨论了合金经快速凝固而产生的晶志组织结构特点。并对研究中的一些问题作了评述。从合金设计的角度探讨了末来快速凝固粉末铝合金的研究方向及发展趋势。